木质素衍生的酚类化合物和水是用于还原催化分馏的有效共溶剂

《ACS Sustainable Chemistry & Engineering》：Lignin-Derived Phenolic Compounds and Water Are Effective Cosolvents for Reductive Catalytic Fractionation

红产催化裂解（RCF）是一种有效的木质素优先生物精炼技术，通过木质素衍生单体（如4-丙基桂醇）作为溶剂或共溶剂实现规模化生产。研究发现，4-丙基桂醇与水共溶剂可提高木质素提取率至81%，单体产率达25 wt%，并实现反应后相分离，但水无法抑制Ru/C催化剂上的芳香环加氢，导致氢耗增加。摘要：本研究探讨木质素衍生单体（4-丙基桂醇）作为溶剂及与水/甲醇共溶的RCF效能，证实4-丙基桂醇-水体系在提高木质素提取效率及产物产率方面具有潜力，但需解决水介导的氢化副反应问题。

　　

还原催化分馏（RCF）是一种有效的以木质素为优先目标的生物精炼方法，可以从木质纤维素生物质中提取出稳定的木质素油。为了实现大规模的RCF工艺，过程建模表明，减少外源性有机溶剂的使用至关重要。为此，我们研究了木质素衍生物单体作为RCF溶剂或共溶剂的能力。首先，我们考察了木质素衍生的芳香化合物（4-丙基间苯二酚、4-丙基苯酚和丙基苯）对RCF单体产率的影响，随后将分析扩展到4-丙基间苯二酚与甲醇或水的混合物。实验结果表明，4-丙基间苯二酚是一种有效的木质素提取和降解溶剂，尤其是在与水共同作为共溶剂时效果更佳。4-丙基间苯二酚与水的共溶剂混合物可实现高达81%的木质素提取率、25%的单体产率，并在反应后实现相分离。然而，与甲醇不同，当使用Ru/C催化剂时，水作为共溶剂无法抑制芳香环的氢化反应，这可能导致该方法过程中氢气的过度消耗。尽管如此，这些结果仍为通过使用木质素衍生物与水的混合物作为替代溶剂来消除RCF过程中对外源性有机溶剂的需求提供了有前景的策略。